论文总字数：24254字

摘 要

由于一次能源不断使用，尤其生态环境的严重污染，人类正面临着能源缺乏问题，全世界各国当局已达成统一意见，让能源消耗结构得到转型，投入大量资金提高消耗能源坏处的认知，走有利于子孙后代的绿色道路。

可以利用储能技术来解决突发事件下持续供应电能和降低输出功率的波动等问题。在储能技术开发利用过程中，飞轮储能技术发展起到至关重要的作用，它具有高效、环保、清洁、节能等优点，这必定成为将来绿色环保储能的方式中的一种。虽然市场有许多飞轮储能的产品，也成功投入使用，其实飞轮储能系统还处于研究中，还有许多专业问题有待完善。

本篇论文针对飞轮储能的特点，采用双向直流/直流变换器进行研究。首先介绍飞轮储能的研究背景、现状和其发展前景，本文重点研究变换器，指出在不同条件下变换器的运行状态变化时的电压和电流之间关系.由于双向直流/直流变换器有方向差异的功率方向，因此控制模型也不一样。有人以为，关于双向能量流动的闭环系统，状态反馈实现闭环与单电压环补偿相比较，前者能维持稳定运行，而后者却不能^[1]。

最后，运用Matlab软件对直流/直流变换器进行仿真验检验，继而针对飞轮储能系统充放电建立模型仿真，验证本文需求的提出的稳定电压输出，实现了所提出的飞轮储能用双向直流/直流变换器的有效性。

关键词：飞轮储能 控制算法 双向直流/直流变换器

Flywheel Energy Storage Research by bidirectional DC/DC converter

ABSTRACT

With the continued use of fossil fuels as well as the ecological environment of serious pollution, mankind is facing energy shortages, the governments around the world have reached a consensus, we decided to gradually change the energy consumption structure, vigorously develop renewable energy, the path of sustainable development.

We can use technology to solve persistent storage under emergency power supply and reduce the volatility of output power and other issues. In the process of development and utilization of energy storage technology, flywheel energy storage technology plays a vital role, it has high efficiency, environmental protection, clean, energy-saving advantages, which will become a green energy storage of the future in a way. Although the market has a lot of flywheel energy storage products, has successfully put into use, in fact, flywheel energy storage system is still in the study, there are many professional issues to be improved.

In this paper, flywheel energy storage characteristics, the bidirectional DC / DC converter is studied. First introduced flywheel energy storage research background, current situation and prospects of its development, this paper focuses on the inverter, noting the relationship between voltage and current work status converter under different conditions of change, as well as analysis of thermal characteristics of power electronic devices, because two-way DC / DC converter when the power flow is not the same, there are different control models. Some scholars believe that the two-way flow of energy in a closed-loop system, a single voltage loop compensation closed-loop stability can not be achieved, and state feedback can achieve closed-loop stability.

.Finally, the use of MATLAB software for the digital DC / DC circuit control and both the flow control algorithm simulation, and for the three modes of operation of the flywheel energy storage system: limiting charge, constant discharge speed to maintain, verify that the proposed bi-directional boost DC / DC converter and its control algorithm.

Keywords: Flywheel Energy Storage bidirectional DC/DC converter

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 IV

第一章 绪论 1

1.1飞轮储能的研究背景 1

1.2 飞轮储能现状及其发展前景 2

1.2.1 国内飞轮储能的前景预测 2

1.2.2飞轮储能技术面临问题 3

1.3双向直流/直流变换器的应用 3

1.4 国内外变换器发展现状 4

1.5 本文主要研究内容 5

第二章 双向直流/直流变换器 6

2.1 直流/直流变换器拓扑图 6

2.2 直流/直流变换器的特点 8

2.3 双向直流/直流变换器的分析 8

2.4 双向直流/直流变换器的电感设计 13

2.4.1 直流/直流变换器的电感参数设计 14

2.5 本章小结 15

第三章 双向直流/直流变换器技术 16

3.1 双向直流/直流变换器的控制原理 16

3.2 直流/直流变换器的控制方法 16

3.2.1 滑模控制 16

3.2.2 预测控制 19

3.2.3 数字控制 20

3.4 单相直流/直流变换器的数字建模 21

3.4.1 单相直流/直流变换器的建模方法 21

3.4.2 直流/直流变换器的建模分析 22

3.5 双向直流/直流变换器的控制方法 25

3.6本章小结 29

第四章 仿真实验研究 30

4.1 双向直流/直流变换器的仿真 30

4.2 飞轮储能用双向直流/直流变换器的仿真 33

4.3 本章小结 39

第五章 总结 40

第六章 参考文献 41

致谢 42

1. 绪论

1.1飞轮储能的研究背景

当前，因为一次能源的普遍使用，已经对人类的生活处境造成了十分严重的后果，世界每年产生1吨左右的温室气体，对空气造成了很严重的污染，与此同时也让地球地表温度逐年每年都在提高。最近几年，全球二氧化碳排放量快速增长，如果不加以控制，南、北倆极的冰山将因为温室效应融化，这将会造成海平面不断上升，从而致使人类生存空间处于危险之中。另外因为环境恶化而有机率造成的“黑洞”现象，会让人类即将直接遭受到太阳光紫外线的照射,所以全世界各国都在致力于寻找可持续发展和生态环境无污染的绿色新能源。图1-1是各种能源可以使用的时间，太阳能作为高效、无污染的新能源以及其取之不尽，用之不竭的巨大优势已成为当今能源结构的重要组成部分。

请支付后下载全文，论文总字数：24254字